Автономный CW маяк на базе MSP430.

Приветствую всех любителей и не любителей маяков.
С переездом в город потребовалось мне чем то заморочиться, трансивер я собрал (кстати надо выложить продолжение), и прочитывая форумы наткунулся на тему о маяке R2DNN , точнее я ее видел ранее но не придал этому значение т.к. мое увлечение было это WSPR. С WSPR все понятно и результат при должном подходе будет всегда. Но тут вопрос о "маломощном" CW маяке, понятное дело микро-мощность отдаляет от "всепокрытия" да и географическое положение меня относительно основной массы радиюлюбителей отдаляет еще дальше. Но интерес был в другом, сама концепция и использование контроллера MSP430. Давно они у меня валялись в красивой коробочке и настолько запылились что пришлось сфотографировать для пониманиия.

IMG_20211003_194346.jpg

Основой маяка служит контроллер MSP430G2553 или же MSP430G2452 , по сути разницы нет, главное нам его параметры. В режиме работы его потребление составляет по паспорту около 200мкА в режиме ожидания 0.5мкА. Фактическую цифру которую я смог измерит это порядка 140-40мкА без режима ожидания.
Очень выгодное потребление, причем контроллер не теряет свои вычислительные способности при изменения питания. Я измерял delay(1000) при разных напряжениях получились изменения частоты где то в 5-6 знаке после нуля и то наверное это можно списать на погрешность.
Далее исходя из моих наработок и наработок Влада R2DNN была разработана концепция будущего маяка, в процессе откатывания было сделано 4 версии маяка, основные проблемы были с питанием и выходным .
1) Проблемы с пиатнием, основной моей ошибкой было использование стабилизатора 1117 и казалось бы а что тут такого, понятное дело разница межу входящим и выходящим напряженим почти 1 вольт, но не в этом была основная проблема. Проблема оказалась другая, при напряжении питания от Литиевой батареи с минимальным установленным уровнем 3.8 (должен отключаться передатчик) , напряжение контроллера получалось около 2.8в, контроллер работал отлично, но появилась проблема с АЦП видимо при изменении питания менялось опорное напряжение АЦП и цифра приходящия от него не менялась т.е. при Ubat 4.2 значение АЦП 200 и ровно столько же при Ubat 3.8, пришлось все переделывать под новый стабилизатор с падением напряжения 0.15в. Тут то все и заработало как надо. Кстати ранее была проблема с маяками на солнце изза контроллера солнечной батареи, в данной конструкции управление питанием и зарядом занимается контроллер и это очень упрощает конструкцию. Маяк имеет две измерительных цепочки Ubat и Uso (Солнечная панель). При достяжении некоторого предела контроллер отключает солнечную панель , так же при полном разряде (а вдруг не будет солнца всю зиму) маяк при наличии напряжения на Uso начинает принудительно заряжать батарею, к сожалению передать о кончине литивой батареи он не может. Вообще на маяке получилось несколько цепочек питания: 3.3 вольта питает контроллер, гетеродин, цепи смещения передатчика. 4.1 вольта питает стабилизатор 3.3 и передатчик. И цепь солнечной батареи которая питает все в случае достаточной мощности .
2) Очень большая возня была с передатчиком R2DNN использовал двух-полупериодный передатчик и гетеродин с резонансным трансформатором, гетеродин у него работал на f/2. Я пробовал точно так же но ненашлось у меня кольца ВЧ50 , а на всех остальных кольцах которые у меня есть в наличии резонанса достигнуть мне не удалось. Я пробовал переделывать его но в процессе отладки разворотил всю плату, решил пойти простым путет. Было решено делать другой передатчик такой же как у моего WSPR маяка , это 1 транзистор BS170 работающий в E классе. В общем после сборки такого передатчика при питании 4.1в мне удалось получить мощность всего 0.180вт на нагрузке. Я попробовал его включать в эфир , ну как то очень грустно и понимал я что шансов "получения спотов" мало, хоть они и были. Опять все переделываю , опять закладываю двух полупериодный передатчик (Транзисторов осталось 4штуки из 25, остальный подгорели при поиске "резонансных явлений"), закладываю смещение , все собираю и получаю мощности опять мало, требовалась очень тонкая настройка чтобы передатчик отдавал максимально эффективно. В общем удалось отстроить его на 0.4вт при питании 4.1в по схеме 2 транзисторной, но я заложил установку еще 2х чтобы получить 2х2 :) Но пока не стал пробовать. В общем стало повеселее , спотов стало больше. Вопрос с передатчиком решился но в следующей версии я хочу использовать другие транзисторы irlml2502, BS170 классные транзисторы , но нужно чтото другое.

Далее начался самый интересный этап это программное создание маяка , нужно было сделать передачу самого сообщения , отдельную передачу с параметрами текущего состояния аккумулятора ну и конечно же профили питания. Библиотеку для формирования morse я взял от ардуины, единственно есть небольшой косячок , библиотека не передает знак " / " и поэтому вместо посылки CQ CQ DE R0AGL/B я передаю CQ CQ DE R0AGL BCN. Не совсем правильно но пока так, так же отдельная посылка идет по питанию передается 2 раза 41 41 , я думаю нужно добавить еще один разряд 410 410 потому что с таким микропотреблением контроллера нужно более точно понимание текущего состояния батареи :)
Отдельная тема это профили питания , сейчас он состоит из 3 режимов. Это работа от батареи от 4.1в до 3.85в , при достижении 3.85в запрещается работать передатчику вплоть до зарядки аккумулятора до 4.1в, если питание стало 4.1в а на солнечной батареи выше 4.5в то включается и зарядка и передатчик с изменением временных интервалось между постылками с 15минут до 1минуты.
Передача идет следующим образом, каждую 15минуту (не привзяано к реальному времени) передается 5 посылок с интервалом 10секунд и в последней посылке так же передается сообщение о питании. т.е. так: cw 10s cw 10s cw 10s cw 10s cw + bat_info. Скорость передачи WPM20 , ранее я чередовал
15-20-15-20-15 но количества спотов от этого не менялось. В общем пока такие вот дела :)

Отдельной темой можно выделить тему гетеродина, сейчас маяк работает на частоте 14008.1 , очень нужен кварц на 14060 а лучше чуть пониже, я конечно попробую решить этот вопрос по другому, но может у кого есть такие кварцы, продайте мне его за бешенные деньги :)
Так же хотелось бы чтоб ктони будть послушал его , я его слышу с офиса хорошо на +20 но тут у меня прямая видимость. Маяк пока стоит дома.
Частота 14008.1 и желательно как ни будь отспотить чтоб я знал что связь состоялась.

Будет еще 2 части данного рассказа, это создание корпуса и установка на рабочее место.

НУ а теперь картинки:

2 Версия маяка посхеме R2DNN с семмитрирующим трансформатором на выходе, на резонансных явлениях.

IMG_20210927_233153.jpgIMG_20211003_094131.jpg

3 версия с 1 выходным транзистором, передатчик как у моих WSPR маяков.

IMG_20211003_185722.jpg

3-4 версия

IMG_20211007_212317_2021-10-07.jpg

4 версия маяка с изменным стабилизатором и 2 полупериодным оконечником.

IMG_20211007_212331_2021-10-07.jpg
 
Последнее редактирование:
Приборные измерения получились следующие:

Vp-p=14v , Vrms=4.47v , R=50omh , P=0.399w , U=4.1v , I=0.160A (PTT) , Ir=0.0002A(0.00004)

IMG_20211007_211248.jpgIMG_20211007_211317.jpgIMG_20211007_211417.jpgspectr.jpg
 
Создание корпуса а точнее запечатывание данного маяка в корпус тема оказалась очень интересная.
За основу я взял как всегда соединительную муфту на 50 и туда в принципе все тесновато но входит,
аккумулятор на 3000ма и сам маяк.

Вчера голову сломал как мне приспособить к этой трубе солнечные батареи, и решение вроде нашлось.
Основа для удерживания батарей это латунные трубки, которые крепятся жестко к корпусу маяка, а батареи к трубках через площадки крепятся на селиконовый герметик (заранее испытал, держит очень хорошо).

Все соединия в корпусе я промазывал обильно герметиком, но корпус не будет герметичным, в нем должно быть "дыхательное" отверстие, внутр будутзаложены пакетики с селикогелем.

Пока имеем следующее:

IMG_20211007_222005.jpgIMG_20211010_212159.jpgIMG_20211010_152753.jpgIMG_20211010_215044.jpg
 
ПО спотам пока такие вот данные, последняя версия 0.4вт работает с 07.10

spots2.jpg
 

9V1BH

Member
14008 вообще то для маяков низя… это DX окно... маяки это 14100 и чуть выше

Прямо на 14100 не надо, там IBP работает, а чуть выше самое то
 
Я хочу перейти на 14059.. там много маяков. Сейчас планирую провести трепанацию русского кварца, немного поднять частоту.
 
Приветствую, изменил частоту кварца, теперь маяк находится на частоте 14053,20.

Попробовал гальванический перенос серебра с пластинки кварца на электрод.
Сегодня хочу попробовать наоборот , перенести с электрода на пластинку чтоб уменьшить частоту кварца 14.318.
 

9V1BH

Member
Приветствую, изменил частоту кварца, теперь маяк находится на частоте 14053,20.

Попробовал гальванический перенос серебра с пластинки кварца на электрод.
Сегодня хочу попробовать наоборот , перенести с электрода на пластинку чтоб уменьшить частоту кварца 14.318.
зверские у тебя упражнения
 
зверские у тебя упражнения
Да , только хардкор! Только страдания.
А вообще если не смеяться то метод оказался очень интересный... Я взял русский кварц у которого крышка снимается нагревом, закоротил оба вывода, налил в маленькую ванночку воды и взял маленький серебрянный электрод подключил 2 вольта 500ма, один вывод на кварц, второй вывод на электрод. плюс помоему на электрод (забыл уже) .. И опускаем все это дело в воду, я делал 2 подхода по 6 секунд . И все, получается серебро с пластинки перешло на электрод и тем самым уменьшился слой. Можно же сделать и наоборот.. перенести с электрода на пластинку кварца :)
 

ra0am

Moderator
Команда форума
Жека, я в свое вое время аналогично подгонял ....
Номано.. работает. Нанес серебро - померил, в несколько заходов.
Если проскочил - меняешь полярность , стравливаешь и так далее.
Муторно, но куда деваться...
Промыть и просушить тщательно потом ... это само собой.
Удачных эдектрохимических опытов!
 

9V1BH

Member
ну вы ещё технологически... а ПБ (я свидетель) подгонял кварцы при помощи стиральной резинки и грифеля. Такие большие коричневые кварцы …
просто сейчас можно купить нужный кварц. хотя своими руками интереснее. как фото. проявить негатив, напечатать в ванной со всякой химией - фото намного ценнее
 
Вот созрел у меня вопрос по поводу "правильной" установки частоты.
Основная масса маяков (которые я слышал и знаю) находится в районе 14050-14059 , сейчас открыл частотный план по 20м диапазону,
там написано 14099-14101, так куда его все же ставить? Маяк вообще работает по расписанию, каждая 15 минута (сейчас), вообще хочу поставить 1 раз в полчаса и при появлении достаточного количества солца непрерывную передачу.

Еще есть вопрос: И все же какую лучше антенну ставить, маяк за верхнюю часть подвешивается, а с нижней части уже идет чтото типа диполя или инв в , но понятное дело можно же подвешивающую часть использовать как штырь, а нижнюю как отвесы, и получается у нас GP. Но в текущем месте, условно за маяком находится лес, может все же соберусь и сьезжу в хакасию чтоб поставить на какой нить горе..
Но это уже другой вопрос.. Сейчас охват Юг-Восток.
 

9V1BH

Member
Вот созрел у меня вопрос по поводу "правильной" установки частоты.
Основная масса маяков (которые я слышал и знаю) находится в районе 14050-14059 , сейчас открыл частотный план по 20м диапазону,
там написано 14099-14101, так куда его все же ставить? Маяк вообще работает по расписанию, каждая 15 минута (сейчас), вообще хочу поставить 1 раз в полчаса и при появлении достаточного количества солца непрерывную передачу.

Еще есть вопрос: И все же какую лучше антенну ставить, маяк за верхнюю часть подвешивается, а с нижней части уже идет чтото типа диполя или инв в , но понятное дело можно же подвешивающую часть использовать как штырь, а нижнюю как отвесы, и получается у нас GP. Но в текущем месте, условно за маяком находится лес, может все же соберусь и сьезжу в хакасию чтоб поставить на какой нить горе..
Но это уже другой вопрос.. Сейчас охват Юг-Восток.
если незаметную, то вертикальный GP из провода. Или наклонный провод типа Windom
а лучше конечно просто диполь. он даже на высоте 5 -7 метров будет вполне себе работать.
 
Верх